PYB差速主控底盘开源工程

项目介绍

这是一个基于PYB作为单片机的两轮差速小车或机器人底盘。

本系统可以很好地适用于两轮差速控制系统的控制需求，本系统已经集成了里程计、IMU等传感器，同时开发了和ROS上位机节点的串口通信功能，适用于作为ROS机器人的下位机系统。

维护人：

• 高鸿志
• 李佳洛
• 郭浩

版本记录

pyb-controller-v3.4 2021/4/25

• 大幅优化代码，增加参数注释，方便分辨可调和系统默认参数。
• 集成mpu9250模块到driver_flag中执行，只在单片机中读取9轴imu数值，但默认不发送到上位机。
• 将默认编码器设置为光电编码器，如需更换，需要修改main.py中的PID参数以及encoder.py中的机器人和编码器参数即可。

pyb-controller-v3.3 2021/4/15

• 增加Micropython和匿名工作站的通信协议，实现和匿名工作站的通信任务，可以实现电机参数的实时绘图和PID调参
• 优化代码，提高了代码的执行效率，删除了不必要的外设OLED的使用（可自行增加）

pyb-controller-v3.2 2021/3/24

• 优化ROS上下位机通信控制

pyb-controller-v3.1 2021/3/1

• 增加USB串口，将USB口设置为USB_VCP模式，使得单片机可以直接通过USB口和上位机实现串口收发功能

pyb-controller-v3.0 2021/2/20

• 增加电机PID闭环后线性校正代码，因为未较好的调整参数，故使用该方法

项目架构

代码结构

• main.py
• motor.py
• encoder.py
• pid.py
• oled.py
• ps2.py
• serial.py
• imu.py
• mpu9250.py

硬件器材

1. PYB（STM32F405）* 1

2. 带编码器电机的机器人底盘(编码器电机 * 2 + L298N * 1) * 1

3. PS2手柄 * 1

4. 两轮编码器电机驱动模块 * 1

5. 整体电源模块 * 1

6. mpu9250(9轴)传感器模块 * 1

引脚图

附录

1. STM32拥有编码器功能的定时有：1、2、3、4、5、8，这几个定时器的的CH1、CH2可用于编码器AB相测速，CH1N等带N的通道不能用于编码器测速。定时器6、7为基本定期，仅用作定时和计数功能，无如PWM等其他特殊功能。
2. 板载加速度计为MMA7660，该器件是NXP的3-Axis Orientation/Motion Detection Sensor（三轴加速度传感器，不包含三轴陀螺仪，如需要陀螺仪，可使用mpu6050六轴传感器模块，即三轴加速度+三轴陀螺仪），该加速度计的测量范围±1.5g，采用I2C通信接口，当使用板载加速度计时就不能再使用X9和X10引脚，否则会造成加速度计无法正常工作，反之亦然。
3. 本单片机引脚较少，不适合用作四轮的底盘控制，需要购买增加更多普通IO口的PLUS版。
4. 上下位机通信协议采用元组作为通信的基本格式，发送和接收端只需进行编码和解码操作即可直接使用，方便快捷。